Spanningsverdubbelaar is het circuit waar we de twee keer van de ingangsspanning krijgen, alsof we 5V spanning leveren, krijgen we 10 volt aan de uitgang. Over het algemeen zijn transformatoren er om de spanning te verhogen of te verlagen, maar soms zijn transformatoren niet haalbaar vanwege hun grootte en kosten. Hier is dus de snelle, gemakkelijke en praktische oplossing om de spanning te verdubbelen met behulp van 555 timer IC.
Componenten
- 555 timer IC
- Diodes -2 (1N4007)
- Weerstanden - 10k, 33k
- Condensatoren - 22uf (2), 0.01uF (2)
- 3-12v voedingsbron
Spanningsverdubbelaar schakelschema en uitleg
We kunnen het circuit in twee delen verdelen, het eerste deel bestaat uit de 555 tijd-IC in Astable-modus, om de blokgolf te genereren en het tweede deel bestaat uit 2 diodes en 2 condensatoren om de uitgangsspanning te verdubbelen.
We hebben 555 Timer IC geconfigureerd in Astable multivibrator-modus om de blokgolf van ca. 2KHz, deze frequentie wordt bepaald door de weerstand R1, R2 en condensator C1. Hieronder staan de formules voor hetzelfde:
F = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Wanneer de output op PIN 3 van 555 IC laag is, wordt diode D1 naar voren voorgespannen en wordt condensator C3 opgeladen via de D1. Condensator C3 wordt bij de bron tot dezelfde spanning opgeladen, in ons geval 5v.
Wanneer nu de uitgang op PIN 3 hoog wordt, wordt D1 in tegengestelde richting voorgespannen en blokkeert het de ontlading van de condensator C3, en tegelijkertijd wordt D2 voorwaarts voorgespannen en laat de condensator C4 opladen. Nu laadt de condensator C4 op met de gecombineerde spanning van condensator C3 en de ingangsbronspanning, betekent 5v van condensator C3 en 5v van ingangsvoeding, dus laadt hij op tot 10v (tweemaal de spanning van de ingangsbron). Maar in de praktijk krijgen we een uitgangsspanning minder dan tweemaal de ingangsspanning, zoals in ons geval ongeveer. 8.76v in plaats van 10v.
Er zijn ook enkele nadelen van dit spanningsverdubbelingscircuit:
- Dit circuit is echter erg handig om een hogere spanning op te wekken uit een lage stroombron, maar deze kan slechts tot 50 mA stroom leveren. Het mag dus alleen worden gebruikt voor toepassingen met een lage stroomsterkte.
- Ook kan de uitgangsspanning onstabiel zijn, dus een spanningsregelaar (IC78XX) met de juiste classificatie kan worden gebruikt om de output te regelen. Maar de spanningsregelaar IC verbruikt zelf wat stroom en vermindert de leverbare stroom (mag niet hoger zijn dan 70mA).
Opmerkingen:
- De ingangsspanning moet tussen de 3-12 volt zijn, een hogere spanning zal het 555-timer-IC vernietigen.
- De belasting aan de uitgang mag niet meer dan 70mA stroom trekken.
- De spanning zal niet onmiddellijk verdubbelen, maar deze zal langzaam toenemen en na enige tijd zal deze worden ingesteld op tweemaal de ingangsspanning.
- De nominale spanning van condensator C4 moet minstens tweemaal de ingangsspanning zijn.
- De uitgangsspanning is niet precies het dubbele van de ingangsspanning, het zal lager zijn dan de ingangsspanning. Alsof we 8,76v hebben voor 5v-ingangsvoeding en als je 12v toepast, zou de uitgangsspanning 18-20 volt zijn.